シリコン系材料による分子インプリントポリマーの使用

　　ぶんしいんさつじゅうごうたい製造が簡単で、安定性がよく、分子識別機能があるため、クロマトグラフィー分離、固相抽出、化學センシング、模擬酵素觸媒などの面で広く応用されている。近年、シリコン材料に基づく分子印字ポリマーの発展は比較的急速である。本文は主にシリコン材料の分子印字ポリマーの製造及び分子識別性質の研究を紹介し、そしてその応用に対して分類を行い、その上でその將來の発展に対して展望を行った。

分子識別は生體の中で非常に重要な役割を果たしており、自然界のいくつかの生體分子、例えば酵素、抗原、ホルモンなどは基質、抗體、受容體などに対して特異的な分子識別現象が存在しており、それによって生體が正常に成長できるかどうかを決定する。しかし、これらの生體分子は製造が複雑で、安定性が悪く、貯蔵と操作が不便であるなどの欠點がある。分子印影技術は1970年代以來出現した人工的に特定部位を有するポリマーを合成する技術であり、分子印影技術を用いて安定性が良く、合成が簡単で分子識別機能を有する分子印影ポリマーを製造することができる。

現在、分子インプリントポリマー母體材料を製造する架橋剤の種類は少なく、主にビニルエチレングリコールメタクリル酸メチル、トリメトキシプロパントリメタクリレート、ジビニルベンゼンなどのラジカル重合に參加できるオレフィン化合物である。これらの架橋剤は通常、有機溶媒中でしか使用できず、印影ポリマーの発展を大きく制限している。

　　ぶんしいんさつぎじゅつ印影分子と機能モノマーはまず可逆反応によって複合體を形成し、その後架橋剤の存在下で、高架橋剛性高分子ポリマーを重合生成し、印影分子を除去した後にポリマーのネットワーク構造中に結合能力を有する官能基を殘し、分子受容體として多くの印影分子構造類似物の中で選択的に印影分子を識別することができる。

分子印影技術は、重合過程における印影分子と機能モノマーとの相互作用のメカニズムによって、2つの基本的なタイプに分けることができる。1つ目は共有結合法で、Wulffによって創立された。印影分子と機能モノマー分子との間に共有結合結合により重合可能なモノマーを生成し、架橋重合後に化學的方法を用いて共有結合を切斷し、印影分子を除去した。この方法の利點は、印影分子と機能モノマー分子との間の作用力が強く、重合反応を強極性溶媒中で行うことができ、印影部位が精密に決定されることである。

しかし、この可逆的な化學反応の種類は少なく、印影分子の溶出と結合速度は遅い。2つ目は非共有結合法であり、この重合反応は簡単で、印影分子の溶出と識別は比較的速く、しかもその識別過程は天然の分子識別システムに近く、よく使われる方法である。また、この2つの方法を結合して、重合過程における印影分子と機能モノマーとの間の作用様式は共有結合型であり、識別過程における作用様式は非共有結合型である印影ポリマーの製造と性質の研究を行うこともある。

に基づくシリコン材料の分子印字ポリマーの製造方法を提供する。1949年Dickeyらは染料であるメチルオレンジを印影分子とし、ケイ酸塩溶液を酸性化して染料の印影シリカゲルを作製し、メチルオレンジに対する吸著能力がエチルオレンジに対する吸著能力より2倍高い吸著材料を得て、シリコンに基づく分子印影ポリマーの製造と研究を開始した。現在、この方面の研究はすでに多くの有益な進展を得て、初期にシランを直接母體材料として用いて印刷ポリマーの製造を行い、異なる形態のシリコン材料の表面で印刷ポリマーの製造を行うまで発展した。